[go: up one dir, main page]

TWI892593B - 半導體處理腔室、淨化環以及處理基板的方法 - Google Patents

半導體處理腔室、淨化環以及處理基板的方法

Info

Publication number
TWI892593B
TWI892593B TW113114672A TW113114672A TWI892593B TW I892593 B TWI892593 B TW I892593B TW 113114672 A TW113114672 A TW 113114672A TW 113114672 A TW113114672 A TW 113114672A TW I892593 B TWI892593 B TW I892593B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
purge
ring
chamber
ports
pumping
Prior art date
Application number
TW113114672A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202507054A (zh
Inventor
戈造元
帕瑟斯 布馬尼
熊印
阿傑雷克門 庫卡尼
河盛元
阿米特 班莎
艾比杜亞西斯 克哈嘉
莎拉蜜雪兒 博貝克
巴德里N 拉馬穆爾蒂
Original Assignee
美商應用材料股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商應用材料股份有限公司 filed Critical 美商應用材料股份有限公司
Publication of TW202507054A publication Critical patent/TW202507054A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI892593B publication Critical patent/TWI892593B/zh

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4408Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber by purging residual gases from the reaction chamber or gas lines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4412Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52Controlling or regulating the coating process

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)

Abstract

示例性半導體處理腔室可包括腔室主體,該腔室主體具有側壁及基底。腔室可包括在腔室主體頂上擱置的泵送襯墊。泵送襯墊可至少部分界定環形泵送氣室及至少一個排放孔,該排放孔將泵送氣室與腔室主體的內部流體耦接。腔室可包括在泵送襯墊之下擱置的淨化環。淨化環可界定繞淨化環的主體延伸的環形通道。淨化環可界定與環形通道流體耦接的氣體入口。淨化環可界定在繞淨化環的不同徑向位置處設置的淨化埠,該等淨化埠中的每一者與泵送氣室對準並且流體連通。腔室可包括與氣體入口耦接的淨化氣體源。

Description

半導體處理腔室、淨化環以及處理基板的方法
本申請案主張標題為「SIDE PUMPING CHAMBER AND DOWNSTREAM RESIDUE MANAGEMENT HARDWARE」的於2023年4月19日提交的美國專利申請案第18/303,391號的權益及優先權,該專利申請案的全部內容藉由引用方式併入本文中。
本技術係關於用於半導體製造的部件及設備。更具體地,本技術係關於處理腔室部件及其他半導體處理設備。
積體電路可能藉由在基板表面上產生複雜圖案化的材料層的製程來製成。在基板上產生圖案化材料需要用於形成及移除材料的受控方法。經常將前驅物遞送到處理區域並且經分配以在基板上均勻地沉積或蝕刻材料。處理腔室的許多態樣可影響處理均勻性,諸如腔室內的處理條件的均勻性、穿過部件的流動均勻性、以及其他處理及部件參數。甚至基板上的微小差異可影響形成或移除製程。
因此,需要可以用於產生高品質元件及結構的改進的系統及方法。此等及其他需要藉由本技術解決。
示例性半導體處理腔室可包括腔室主體,該腔室主體具有側壁及基底。腔室可包括在腔室主體頂上擱置的泵送襯墊。泵送襯墊可至少部分界定環形泵送氣室及至少一個排放孔,該排放孔將泵送氣室與腔室主體的內部流體耦接。腔室可包括在泵送襯墊之下擱置的淨化環。淨化環可界定繞淨化環的主體延伸的環形通道。淨化環可界定與環形通道流體耦接的氣體入口。淨化環可界定在繞淨化環的不同徑向位置處設置的複數個淨化埠,複數個淨化埠中的每一者與泵送氣室對準並且流體連通。腔室可包括與氣體入口耦接的淨化氣體源。
在一些實施例中,腔室可包括與泵送氣室流體耦接的排放組件。複數個淨化埠中的每一者的出口可指向下方。腔室可包括在淨化環頂上擱置的面板。腔室可包括在面板與淨化環之間設置的熱隔離器。淨化環可包括鋁。淨化環的外表面可包括橫向突起。氣體入口可在橫向突起上設置。腔室可包括在淨化氣體源與氣體入口之間延伸並且將淨化氣體源與氣體入口耦接的焊接件。
本技術的一些實施例可涵蓋淨化環。淨化環可包括具有第一表面及與第一表面相對的第二表面的環主體。環主體可界定開放內部。淨化環可界定繞環主體延伸的環形通道。淨化環可界定與環形通道流體耦接的氣體入口。淨化環可界定在繞淨化環的不同徑向位置處設置的複數個淨化埠。複數個淨化埠可與環形通道流體耦接。
在一些實施例中,複數個淨化埠可繞開放內部的周邊提供實質上均勻的流動傳導。環形通道的橫截面積可等於或大於複數個淨化埠的總橫截面積。氣體入口可在從環主體的外表面徑向向外延伸的橫向突起內設置。複數個淨化埠可繞開放內部的周邊以不規則間隔設置。複數個淨化埠中的至少一些可具有不同的橫截面積。複數個淨化埠中的每一者的出口可相對於延伸穿過整個環形通道的平面成角度。複數個淨化埠中的每一者可實質上正交於平面。淨化環可界定複數個淨化通道。複數個淨化通道中的每個淨化通道可在環形通道與複數個淨化埠中的相應一者之間延伸並且將環形通道與該相應一者流體耦接。
本技術的一些實施例可涵蓋處理基板的方法。方法可包括使前驅物流動到處理腔室中。方法可包括在處理腔室的處理區域內產生前驅物的電漿。方法可包括將材料沉積在處理區域內設置的基板上。方法可包括經由在處理腔室的腔室主體頂上設置的泵送襯墊的氣室從處理腔室排放前驅物。方法可包括使淨化氣體經由在泵送襯墊之下定位的淨化環中形成的複數個淨化埠流動到泵送襯墊的氣室中。
在一些實施例中,方法可包括經由前級管線、節流閥、及泵從處理腔室及泵送襯墊排出前驅物及淨化氣體。淨化氣體可包括O2
此種技術可提供優於習知系統及技術的數個益處。例如,本技術的實施例可利用在泵送襯墊之下定位的 淨化環來將淨化氣體導引到排放組件中,該排放組件包括一或多個前級管線、節流閥、及/或泵以防止及/或移除來自處理系統的排放組件的部件的殘餘物。此等及其他實施例連同許多其優點及特徵結合下文的描述及附圖來更詳細描述。
100:基板處理腔室
101:噴淋頭
102:腔室主體
103:泵送裝置
104:腔室蓋
105:圓環
106:內部體積
109:處理氣體
110:處理區域
111:淨化氣體流動路徑
112:碗形部
112a:垂直部分
112b:水平部分
113:淨化氣體入口
114:淨化氣體源
115:淨化氣體體積
116:氣體分配組件
117:波紋管
118:氣體歧管
119:下表面
120:氣體入口通道
121:波紋管
122:氣體源
124:氣體箱
126:背板
128:氣室
130:面板
131:第一垂直管道
132:氣體開口
133:真空泵
134:第二垂直管道
135:水平管道
136:基板
137:第一部分
138:基板支撐件
139:支撐表面
140:第二部分
141:第三部分
143:出口管道
148:氣體混合物
149:第一端
151:第二端
154:底表面
159:襯墊
160:泵送襯墊
161:淨化氣體擋板
163:死體積
172:前級管線
176:第一管道
178:第二管道
179:淨化氣體
181:控制器
182:中央處理單元(CPU)
183:記憶體
184:支援電路
191:開口
193:階梯表面
195:提升系統
197:淨化氣體開口
198:底面
200:半導體處理腔室
201:面板/噴淋頭
202:腔室主體
204:蓋板
210:處理區域
211:淨化內腔
214:淨化氣體源
218:輸出歧管
236:基板
238:基板支撐件
239:支撐表面
250:熱隔離器
259:襯墊
260:泵送襯墊
261:排放孔
262:泵送氣室
270:淨化環
271:外部主體
272:環形通道
273:內部主體
274:淨化埠
276:徑向淨化通道
277:焊接件
278:氣體入口
279:淨化氣體源
280:排放組件
282:前級管線
284:節流閥
286:泵
290:隔離器
300:淨化環
301:開放內部
302:外部主體
304:內部主體
305:環主體
306:第一表面
307:外部邊緣
308:第二表面
309:內部邊緣
310:氣體入口
311:環形通道
311a:上部環形通道
311b:下部環形通道
312:垂直部分
314:水平部分
315:突起
320:環形通道
325:淨化埠
330:淨化通道
332:水平部分
334:垂直部分
335:堵塞件
335a:堵塞件
335b:堵塞件
400:方法
405:操作
410:操作
415:操作
420:操作
A-A:線
B-B:線
C-C:線
對所揭示技術的性質及優點的進一步理解可藉由參考說明書及圖式的剩餘部分來實現。
第1圖圖示了根據本技術的一些實施例的示例性處理系統的頂部平面圖。
第2圖圖示了根據本技術的一些實施例的示例性電漿系統的示意性橫截面圖。
第3A圖至第3C圖圖示了根據本技術的一些實施例的示例性淨化環的示意性橫截面圖。
第4圖圖示了根據本技術的一些實施例的半導體處理的示例性方法的操作。
若干圖式作為示意圖包括在內。將理解圖式係出於說明目的,並且除非特別聲明為按比例,否則不認為該等圖式係按比例的。此外,作為示意圖,提供圖式以輔助理解,並且與實際表示相比可能不包括所有態樣或資訊,並且出於說明目的可包括誇大的材料。
在附圖中,類似部件及/或特徵可具有相同的元件符號。另外,相同類型的各個部件可藉由元件符號之後跟有在類似部件之間進行區分的字母來進行區分。若在本說 明書中僅使用第一元件符號,則描述適用於具有相同第一元件符號的類似部件中的任一者,而與字母無關。
電漿增強沉積製程可激勵一或多種組成前驅物以促進基板上的膜形成。可產生任何數量的材料膜以形成半導體結構,包括導電及介電膜,以及用於促進材料的傳遞及移除的膜。例如,可形成硬遮罩膜以促進基板的圖案化,同時保護以其他方式維持的下層材料。在許多處理腔室中,數種前驅物可在氣體面板中混合並且遞送到其中可設置基板的腔室的處理區域。儘管蓋堆疊的部件可影響到處理腔室中的流動分配,許多其他製程變數可類似地影響沉積的均勻性。
在處理操作期間及/或之後,前驅物及/或其他處理氣體及/或其電漿自由基可經由排放組件從處理區域排放,該排放組件可包括例如泵送襯墊、一或多個前級管線、一或多個節流閥、及/或一或多個泵。藉由來自此種處理氣體的自由基導致的殘餘物可聚集在排放組件的部件及/或其他附近的腔室部件上。此等殘餘物需要更頻繁及更密集地清潔腔室設備,此可導致停機時間及維修成本。此外,殘餘物的累積可導致各種部件的使用壽命縮短。此外,在節流閥內的殘餘物累積可減小節流閥的流動路徑的橫截面積,此有效地改變穿過節流閥的流動傳導並且導致節流閥漂移。例如,隨著時間的推移,殘餘物的累積需要節流閥打開到更大的程度(漂移),以歸因於流動路徑的橫截面 積的減小而維持期望的傳導。此節流閥漂移改變與節流閥的每個角度相關聯的流動路徑的橫截面積,並且隨著時間的推移,需要將節流閥打開到更大的角度,以考慮傳導的下降及流過節流閥的氣體的壓力改變。在更大的角度下,節流閥變得更難以控制以遞送精確的傳導及流體壓力。
本技術藉由利用與排放組件連接的淨化環來克服此等挑戰,該淨化環諸如與泵送襯墊及排放組件的下游部件流體耦接及/或在泵送襯墊與該等下游部件之間流體耦接。淨化環可界定數個淨化埠,該等淨化埠可在面板附近的位置處導引淨化氣體並且將淨化氣體導引到排放組件的下游區域。淨化氣體可在處理操作期間流動,此可減少或防止來自處理氣體的自由基在下部區域內形成殘餘沉積物。此外,淨化氣體可移除存在的任何殘餘物。殘餘物的此減少可降低清潔操作的頻率及/或強度,並且可增加腔室部件的使用壽命。此外,實施例可減少節流閥漂移並且改進穿過前級管線的流動傳導。由此,本技術可減少腔室內的殘餘沉積物的出現。
儘管剩餘揭示內容將常規地辨識利用所揭示技術的具體沉積製程,將容易理解系統及方法等效地應用於其他沉積及清潔腔室,以及可在所描述的腔室中發生的製程。由此,技術不應當被認為限制為與此等具體沉積製程或單獨的腔室一起使用。在描述根據本技術的實施例的對此系統的額外變化及調節之前,本技術將論述根據本技術的實施例的可包括蓋堆疊部件的一種可能的系統及腔室。
第1圖圖示了根據一個實施方式的示例性基板處理腔室100的示意性橫截面圖。基板處理腔室100可係例如化學氣相沉積(chemical vapor deposition,CVD)腔室或電漿增強CVD腔室。本揭示預期可使用其他腔室,諸如原子層沉積(atomic layer deposition,ALD)腔室或物理氣相沉積(physical vapor deposition,PVD)腔室。基板處理腔室100可具有腔室主體102及在腔室主體102上設置的腔室蓋104。腔室主體102可界定在腔室主體102的一或多個側壁及基底與腔室蓋104之間的內部體積106。腔室主體102可由單個主體、或者兩個或多個主體製成。
基板處理腔室100可包括氣體分配組件116,該氣體分配組件耦接到腔室蓋104或在該腔室蓋中設置,以將一或多種處理氣體109的流動穿過噴淋頭101遞送到處理區域110中。一或多種處理氣體可包括Ar及/或C3H6中的一或多種,以及其他氣體。在一個實例中,一或多種處理氣體可包括一或多種反應氣體。噴淋頭101可包括背板126及面板130。氣體分配組件116可包括耦接到在腔室蓋104中形成的氣體入口通道120的氣體歧管118。氣體歧管118可接收來自一或多個氣體源122的一或多種處理氣體的流。儘管圖示了兩個氣體源122,但是可在各個實施例中提供任何數量的氣體源。從一或多個氣體源122接收的處理氣體的流可跨氣體箱124分配,穿過背板126的複數個開口191流動,並且進一步跨藉由背板126及面板130界定 的氣室128分配。處理氣體109的流動可隨後穿過在噴淋頭101的面板130的下表面119中形成的一或多個氣體開口132流動到內部體積106的處理區域110中。
基板支撐件138可設置在藉由腔室主體102界定的內部體積106內。基板支撐件138可係所示出的基座,但亦可使用數種其他配置。基板支撐件138可在基板處理腔室100內支撐基板136。基板支撐件138可在基板支撐件138的支撐表面139上支撐基板136。基板支撐件138可包括在其中設置的加熱器及/或電極。電極可接收直流(direct current,DC)電壓、射頻(radio frequency,RF)能量、及/或交流(alternating current,AC)能量以促進處理。噴淋頭101的面板130的下表面119可面對基板支撐件138的支撐表面139。支撐表面139可面對噴淋頭101的面板130的下表面119。基板支撐件138可由單個主體、或者兩個或多個主體製成。
基板支撐件138可藉由提升系統195可移動地設置在內部體積106中。基板支撐件138的移動可促進基板136經由穿過腔室主體102形成的狹縫閥傳遞到內部體積106及從該內部體積傳遞基板。基板支撐件138亦可移動到不同的處理位置以處理基板136。
在基板處理期間,當處理氣體(諸如處理氣體109)流動到處理區域110中時,加熱器可加熱基板支撐件138及支撐表面139。亦在基板處理期間,基板支撐件138中的電極可傳播射頻(RF)能量、交流(AC)、或直流(DC) 電壓,以促進處理區域110中的電漿產生及/或促進將基板136夾持到基板支撐件138。來自基板支撐件138中的電極的熱量、氣體、及能量可促進在基板處理期間將膜沉積到基板136上。可經由耦接到腔室主體102接地的面板130、及基板支撐件138的電極可促進電容電漿耦接的形成。當將電力供應到基板支撐件138中的電極時,可在面板130與基板支撐件138之間產生電場,使得在基板支撐件138與面板130之間的處理區域110中存在的氣體原子經電離並且釋放電子。電離原子加速到基板支撐件138,以促進基板136上的膜形成。
泵送裝置103可設置在基板處理腔室100中。泵送裝置103可促進從內部體積106及處理區域110移除氣體。藉由泵送裝置103排放的氣體可包括處理氣體及處理殘餘物中的一或多種。處理殘餘物可由將膜沉積到基板136上的製程產生。
泵送裝置103可包括在腔室主體102上設置的泵送襯墊160。例如,泵送襯墊160可在腔室主體102的階梯表面193上擱置,並且襯墊159可在基板支撐件138與泵送襯墊160之間設置。階梯表面193可從腔室主體102的底表面154向上呈階梯狀。泵送襯墊160可由單個主體、或者兩個或多個主體製成。泵送襯墊160可由包括鋁、氧化鋁、及/或氮化鋁中的一或多種的材料製成。襯墊159可由諸如陶瓷材料的電氣隔離材料製成。在一個實例中,襯墊159可由石英、包括鋁(諸如氧化鋁及/或氮化鋁)的陶瓷材料、 或任何其他適宜材料中的一或多種製成。泵送襯墊160可在基板支撐件138周圍設置,並且可環繞基板支撐件138。淨化氣體流動路徑111的一部分可藉由襯墊159的內表面及基板支撐件138的橫向外表面界定。基板處理腔室100可包括在腔室主體102的底部處設置的淨化氣體入口113。淨化氣體入口113可係在腔室主體102的底表面中形成的開口。淨化氣體入口113可與淨化氣體源114流體耦接,該淨化氣體源將一或多種淨化氣體179供應到淨化氣體入口113。碗形部112可設置在內部體積106中。碗形部112可界定淨化氣體體積115。一或多個波紋管117可設置在淨化氣體體積115中。一或多個淨化氣體擋板161可設置在淨化氣體體積115中。一或多個波紋管121可在碗形部112的水平部分112b之上並且在基板支撐件138的底面198之下設置。一或多個波紋管121可將死體積163與在一或多個波紋管121與碗形部112的垂直部分112a之間的淨化氣體流動路徑111的一部分分離。
在基板處理操作期間,並且當處理氣體109從噴淋頭101流動到處理區域110中時,淨化氣體入口113可使一或多種淨化氣體179流動到淨化氣體體積115中。碗形部112的水平部分112b可包括一或多個淨化氣體開口197,該等淨化氣體開口使淨化氣體179從淨化氣體體積115流動到淨化氣體流動路徑111中。一或多個淨化氣體開口197可從一或多個波紋管121徑向向外設置。當處理氣體109朝向基板136流動以在基板136上沉積膜時,淨化氣體179 可在淨化氣體流動路徑111中向上流動,以防止處理氣體109向下擴散到淨化氣體流動路徑111中。處理氣體109及淨化氣體179可在靠近支撐表面139的擴散位置處相遇及/或混合。處理氣體109及淨化氣體179可混合以形成藉由泵送裝置103排放的氣體混合物148。泵送裝置103可包括泵送襯墊160及襯墊159。
一或多種淨化氣體179可包括一或多種惰性氣體,諸如Ar及/或N2中的一或多種。一或多種處理氣體109可以第一流動速率從噴淋頭101流動到處理區域110中。在一個實例中,第一流動速率可係具有標準立方公分每分鐘(standard cubic centimeters per minute,SCCM)的單位的體積流動速率。一或多種淨化氣體179可以第二流動速率從淨化氣體入口113流動到淨化氣體體積115中。在一個實例中,第二流動速率可係具有SCCM的單位的體積流動速率。第二流動速率可係相對於第一流動速率的比率R1。例如,比率R1可在第一流動速率的0.25至0.75的範圍內、在第一流動速率的0.25至0.50的範圍內、或在0.48至0.52的範圍內。在可以與其他實施例相結合的一個實施例中,比率R1可係第一流動速率的約0.25、0.30、0.40、或0.5。第二流動速率相對於第一流動速率的比率R1的範圍及實例可帶來益處,諸如在基板處理操作期間防止處理氣體的至少一部分擴散到支撐表面139之下的淨化氣體流動路徑111中。減少或防止此種擴散減少或消除了處理氣體109將材料沉積到除基板136之外的表面 上的可能性。減少除基板136之外的表面上的沉積減少或消除了延遲、處理量減少、操作成本、清潔時間、及/或基板缺陷。
基板處理腔室100可係基板處理系統180的一部分,該基板處理系統包括耦接到基板處理腔室100的控制器181。控制器181可係非暫時性電腦可讀取媒體的一部份。
控制器181可在基板處理期間控制基板處理腔室100的態樣。控制器181包括中央處理單元(central processing unit,CPU)182、記憶體183、及CPU 182的支援電路184。控制器181可促進控制基板處理腔室100的部件。控制器181可係可以在工業環境中使用的電腦,用於控制各個腔室部件及子處理器。記憶體183可儲存指令,諸如軟體(原始碼或目標碼),可執行或調用該等指令來以本文描述的方式控制基板處理腔室100的整體操作。控制器181可操縱基板處理腔室100中的可控部件的相應操作。例如,控制器181可控制氣體源122的操作以引入處理氣體、控制淨化氣體源114的操作以引入淨化氣體、及/或控制真空泵133(下文描述)的操作以排放氣體來消除或減少基板處理腔室中的污染物顆粒(諸如殘餘物)。作為實例,控制器181可控制提升系統195來升高及降低基板支撐件138,並且控制基板支撐件138的加熱器及電極來供應熱量及能量以促進處理。
泵送襯墊160可穿過第一管道176及第二管道178流體耦接到前級管線172。前級管線172可包括第一垂直管道131、第二垂直管道134、水平管道135、及出口管道143。在一個實例中,出口管道143係第三垂直管道。在一個實例中,第一管道176及第二管道178可係在腔室主體102中形成的開口。第一管道176及/或第二管道178可係在腔室主體102的表面(諸如底表面154)與泵送襯墊160之間延伸的管或其他流動裝置。作為實例,第一管道176及/或第二管道178可分別係第一垂直管道131及第二垂直管道134的一部分。在此種實例中,第一垂直管道131及第二垂直管道134可延伸穿過腔室主體102並且耦接到泵送襯墊160。在可以與其他實施例相結合的一個實施例中,第一管道176及第二管道178各自可係在腔室主體102的一或多個側壁中形成的開口。
第一管道176可流體耦接到泵送襯墊160及前級管線172的第一垂直管道131。第二管道178可流體耦接到泵送襯墊160及前級管線172的第二垂直管道134。第一垂直管道131及第二垂直管道134可流體耦接到水平管道135。水平管道135可包括耦接到第一垂直管道131的第一部分137、耦接到第二垂直管道134的第二部分140、及耦接到出口管道143的第三部分141。水平管道135可包括鄰近第一垂直管道131的第一端149及鄰近第二垂直管道134的第二端151。水平管道135可由單個主體構成或可以由一或多個部件製造。
第一管道176、第二管道178、第一垂直管道131、第二垂直管道134、及水平管道135可經配置為穿過其導引氣體。第一管道176、第二管道178、第一垂直管道131及/或第二垂直管道134不需要完全垂直,並且可係成角度的或可包括一或多個彎曲及/或角度。本發明水平管道135不需要完全水平,並且可係成角度的或可包括一或多個彎曲及/或角度。
出口管道143可流體耦接到真空泵133,以控制處理區域110內的壓力並且從處理區域110排放氣體及殘餘物。真空泵133可穿過泵送襯墊160、第一管道176、第二管道178、前級管線172的第一垂直管道131、第二垂直管道134、水平管道135、及出口管道143從處理區域110排放氣體。
泵送襯墊160可穿過第二管道178、第二垂直管道134及水平管道135流體耦接到出口管道143。氣體混合物148可從圓環105穿過排放埠145流動到第二管道178中。泵送襯墊160的第二排放埠可在圓環105與第一管道176之間設置。第二排放埠可穿過第一管道176、第一垂直管道131及水平管道135流體耦接到出口管道143。除了穿過排放埠145流動之外,氣體混合物148可穿過第二排放埠流動到第一管道176中。
第一垂直管道131可使氣體混合物148從第一管道176流動到水平管道135的第一部分137中。第二垂直管道134可使氣體混合物148從第二管道178流動到水平管 道135的第二部分140中。水平管道135的第一部分137及第二部分可使氣體混合物148分別從第一垂直管道131及第二垂直管道134流動到水平管道135的第三部分141中。水平管道135的第三部分141可使氣體混合物148從水平管道135流動到出口管道143中。出口管道143可從排放埠145及在圓環105與第一管道176之間設置的第二排放埠排放氣體混合物148。
儘管示出了兩個管道176、178;兩個垂直管道131、134;及具有排放埠145及第二排放埠的泵送襯墊160,但可在各個實施例中實施任何數量的管道、垂直管道、及/或排放埠。例如,泵送襯墊160可具有至少三個排放埠,該等排放埠流體耦接到相應的管道及垂直管道。第三管道可耦接到第三垂直管道並且第三垂直管道可耦接到水平管道135。三個排放埠可沿著泵送襯墊160的圓周軸線設置成彼此大致等距,諸如彼此成120度。
第2圖圖示了根據本技術的一些實施例的示例性半導體處理腔室200的示意性部分橫截面圖。第2圖可包括上文關於第1圖論述的一或多個部件,並且可示出關於彼腔室的進一步細節。將理解,在一些實施例中,腔室200包括先前論述的腔室100的任何特徵或態樣。腔室200可用於執行半導體處理操作,包括沉積如先前描述的硬遮罩材料,以及其他沉積、移除、及清潔操作。腔室200可圖示半導體處理系統的處理區域的部分視圖,並且可能不包括 所有部件,並且將理解該等部件整合在腔室200的一些實施例中。
如所提及,第2圖可示出處理腔室200的一部分。腔室200可包括數個蓋堆疊部件,此可促進材料穿過處理腔室200遞送或分配到處理區域210中。腔室蓋板204可跨蓋堆疊的一或多個板延伸,並且可為各種部件(諸如輸出歧管218)提供結構支撐。腔室200可包括腔室主體202、氣體箱、背板、及/或面板/噴淋頭201。
腔室200可包括基板支撐件238,該基板支撐件可包括其上可支撐基板236的支撐表面239。基板支撐件238可包括在其中設置的加熱器及/或電極。電極可接收直流(DC)電壓、射頻(RF)能量、及/或交流(AC)能量以促進處理。基板支撐件238可沿著基板支撐件238的中心軸線在傳遞位置與所示出的處理位置之間垂直平移。例如,提升系統可用於在傳遞位置與一或多個處理位置之間升高及降低基板支撐件238。在傳遞位置中,基板236可經由穿過腔室主體202形成的狹縫閥傳遞到基板支撐件238及從該基板支撐件傳遞。
泵送襯墊260可繞基板支撐件238的外表面設置。泵送襯墊260可在腔室主體202頂上擱置。例如,在一些實施例中,泵送襯墊260可直接在腔室主體202頂上擱置,而在其他實施例中,一或多個部件可在泵送襯墊260與腔室主體202之間設置。例如,隔離器290及/或蓋板204可在腔室主體202與泵送襯墊260之間定位。在一些實施例 中,泵送襯墊260可界定環形泵送氣室262。泵送氣室262可係連續的環形體積及/或可由繞泵送襯墊260的圓周佈置成環形形狀的複數個單獨的體積形成。泵送襯墊260可界定複數個排放孔261,該等排放孔將泵送氣室262與腔室主體202的內部(例如,處理區域210)流體耦接。在一些實施例中,熱隔離器250可設置在面板201與泵送襯墊260之間。
襯墊259可在基板支撐件238與泵送襯墊260之間設置。例如,襯墊259的外表面可抵靠泵送襯墊260的內表面定位,其中襯墊259的內表面與基板支撐件238的外表面/周邊邊緣間隔開,以使得基板支撐件238能夠相對於襯墊259平移。基板支撐件238的外表面/周邊邊緣及襯墊259的內表面可界定作為淨化內腔211操作的間隙。例如,淨化氣體源214可穿過在腔室主體202的底部及/或側壁中形成的內腔遞送淨化氣體,其中淨化氣體有助於防止沉積氣體及/或電漿自由基在處理操作期間在基板支撐件238之下流動。襯墊259可由諸如陶瓷材料的電氣隔離材料製成。在一個實例中,襯墊259可由石英、包括鋁(諸如氧化鋁及/或氮化鋁)的陶瓷材料、及/或任何其他適宜材料製成。襯墊259的頂部內部邊緣及/或頂部外部邊緣可係圓角的及/或倒角的,此可有助於減少或消除可能產生流動分離及/或以其他方式影響穿過淨化內腔211的流動均勻性的表面奇點。如本文所示,淨化內腔211的大小可係恆定的或實質上恆定的。在一些實施例中,可調節襯墊259的設 計以在一或多個位置處產生具有可變橫截面的淨化氣體流動路徑。
腔室200可包括排放組件280,該排放組件與泵送襯墊260的泵送氣室262耦接。排放組件280可包括一或多個前級管線282及/或其他排放管線,該等排放管線可將泵送氣室262與一或多個泵286流體耦接,該等泵可用於產生負壓,以經由泵送襯墊260將處理、淨化、及/或清潔氣體(及/或其自由基)抽出處理區域210。前級管線282可延伸穿過隔離器290、腔室主體202、及/或在泵送襯墊260與泵286之間定位的其他部件。在一些實施例中,前級管線282可包括數個不同的圓柱形(或其他橫截面形狀)的排放內腔,而在其他實施例中,前級管線282可包括一或多個環形空隙或繞腔室200的全部或部分圓周延伸的其他流體路徑。例如,如所示出,隔離器290及腔室主體202(或泵送襯墊260之下的其他部件)中的每一者可界定作為前級管線282的全部或一部分操作的環形空隙。環形空隙可一直沿著腔室主體202向下延伸及/或可部分地延伸穿過腔室主體202的深度,並且隨後過渡到一或多個較小的前級管線部分,諸如圓柱形前級管線282。一或多個節流閥284可與泵286上游的前級管線282耦接。節流閥284可控制前級管線內的流動速率及/或壓力,以有助於控制穿過排放組件280的氣體的流動。
腔室200可包括淨化環270,在一些實施例中,該淨化環可在泵送襯墊260及面板201之下擱置。例如,淨 化環270可在蓋板204、隔離器290、及/或腔室主體202的頂部擱置,其中泵送襯墊260的底表面在淨化環270的上表面頂上擱置。淨化環270可包括具有第一上表面及與第一表面相對的第二下表面的環主體。環主體可包括界定開放內部的外部主體271及內部主體273。內部主體273可從環主體的第二表面向下突出並且可延伸超過外部主體271的底表面。例如,內部主體273可延伸到前級管線282的環形空隙中,其中內部主體273的底部邊緣在隔離器290旁邊設置。淨化環270可界定環形通道272,該環形通道繞環主體的整個或幾乎整個圓周延伸。淨化環270可界定繞淨化環270的不同徑向位置處設置的複數個淨化埠274。淨化埠274可與環形通道272流體耦接。例如,徑向淨化通道276可在環形通道272與淨化埠274之一之間延伸並且將該環形通道與該淨化埠流體耦接。在一些實施例中,每個淨化通道276可包括從環形通道272向內延伸到垂直地在淨化埠274之上的位置的水平部分。垂直部分可從水平部分的內端向下延伸並且可與淨化埠274耦接。在其他實施例中,可利用其他淨化通道設計,諸如成角度的通道。淨化埠274中的每一者與泵送氣室262對準並且流體連通。例如,淨化埠274中的每一者可打開通向前級管線282的環形空隙中,諸如在泵送襯墊260正下方的位置處。在一些實施例中,諸如本文所示出,每個淨化埠274指向下方(例如,在垂直15度內、在垂直10度內、在垂直5度內、在垂直3度內、在垂直1度內、或更小),然而在各個實施例中 其他角度係可能的。例如,淨化埠274可向內導引及/或向內/向外及向下成角度。在一些實施例中,每個淨化埠274相對於淨化環270的開放內部的中心軸線以相同的角度導引。
淨化環270可界定可與環形通道272流體耦接的氣體入口278,並且淨化氣體源279可與氣體入口278流體耦接,諸如經由一或多個焊接件277及/或其他流體管線耦接。此可使得淨化氣體(諸如但不限於O2)能夠從淨化氣體源279經由淨化埠274流動到前級管線282中。淨化氣體流動到排放組件280中可有助於減少可在排放組件280的部件(例如,前級管線282、節流閥284、泵286等)上沉積的殘餘物的量,並且可能有助於防止及/或減少在靠近淨化環270的腔室部件(諸如泵送襯墊260、基板支撐件238、及/或面板201)的部分上的殘餘物的沉積。在節流閥284內的殘餘物的減少可有助於維持穿過節流閥284的適當傳導並且減少節流閥漂移量,此繼而可降低清潔操作的頻率。
第3A圖至第3C圖圖示了根據本技術的一些實施例的示例性淨化環300的橫截面圖。淨化環300可包括在先前描述的任何腔室或系統中,以及可受益於淨化環的任何其他腔室或系統中。例如,淨化環300可用作淨化環270並且在泵送襯墊260與腔室主體202之間定位,如關於第2圖所描述。淨化環300可類似於淨化環270並且可包括關於淨化環270描述的特徵中的任一者。如第3A圖(其可係淨 化環的橫截面,諸如沿著第2圖的線A-A截取的淨化環270)中最佳地示出,淨化環300可包括環主體305,該環主體可由處理腔室相容材料(諸如但不限於鋁)形成。環主體305可藉由外部邊緣307及內部邊緣309界定,其中內部邊緣309界定淨化環300的開放內部301。環主體305的內徑(例如,內部邊緣309的直徑)可足夠大,使得間隙在內部邊緣309與在給定處理腔室內設置的基板支撐件的周邊邊緣之間形成,以促進基板支撐件相對於淨化環300的垂直平移。
如第3B圖(其可係沿著第3A圖的線B-B截取的橫截面)中最佳地示出,環主體305可藉由第一表面306及與第一表面306相對的第二表面308表徵。當在處理腔室內安裝時,第一表面306可面對處理腔室的泵送襯墊及/或面板/噴淋頭,而第二表面308可面對處理腔室的腔室主體並且與該腔室主體耦接。環主體305可包括界定開放內部301的外部主體302及內部主體304。內部主體304的全部或一部分可從環主體305的第二表面308向下突出並且可延伸超過外部主體302的底表面。例如,內部主體304可形成及/或包括向下延伸的輪緣,使得環主體305具有通常L形的橫截面。內部主體304可經大小調節及成形為延伸到處理腔室的排放組件的一或多個前級管線或其他部分的環形空隙中。在一些實施例中,內部主體304的輪緣部分可構成內部主體304的整個寬度,而在其他實施例中,內部主體304的外部部分可延伸超過外部主體302的底表面,而 內部主體304的最內部部分可具有與外部主體302的底表面對準及/或以其他方式高於輪緣的底表面的底表面。
在一些實施例中,第一表面306及第二表面308中的一個或兩個可界定一或多個環形通道311,該等環形通道可接收一或多個密封元件,諸如O形環及/或其他彈性體元件。例如,第一表面306可界定上部環形通道311a,並且第二表面308可界定下部環形通道311b。如所示出,上部環形通道311a在環主體305的內部區域內設置,而下部環形通道311b在環主體305的外部區域內設置,儘管在各個實施例中其他配置係可能的。在一些實施例中,環形通道311可具有相同的大小,而在其他實施例中,環形通道311可具有不同的大小。例如,如所示出,上部環形通道311a具有與下部環形通道311b相比的橫截面積,儘管在各個實施例中其他配置係可能的。儘管圖示了一個上部環形通道及一個下部環形通道,將瞭解,更多或更少的環形通道可在第一表面306及/或第二表面308中形成。
如第3A圖及第3C圖(其可係沿著第3A圖的線C-C截取的橫截面)所示,淨化環300可界定一或多個氣體入口310。例如,環主體305可包括從外部邊緣307橫向向外延伸的突起315。突起315可界定氣體入口310,該氣體入口可為與淨化環300介接的一或多個氣體源(諸如淨化氣體源279)的流體管線提供位置。在一些實施例中,突起315可位於處理腔室的蓋板頂上及/或以其他方式在該蓋板之上或穿過該蓋板暴露出,以使得流體管線能夠容易 地連接到氣體入口310/從該氣體入口斷開。氣體入口310的開口可延伸穿過突起315的橫向表面及/或第一表面306及/或環主體305的其他部分。例如,如所示出,氣體入口310可延伸穿過第一表面306。在一些實施例中,氣體入口310可包括垂直部分312及水平部分314。例如,垂直部分312可延伸穿過第一表面306並且與水平部分314接合,該水平部分可流動到在環主體305內形成的環形通道320中並且與該環形通道連接。如第3A圖中最佳地示出,環形通道320可繞環主體305及開放內部301的全部或大部分延伸。例如,環形通道320可在環主體305及開放內部301的整個圓周周圍延伸。在其他實施例中,環形通道320可延伸稍微小於整個圓周,諸如大於或約300度、大於或約310度、大於或約320度、大於或約330度、大於或約340度、大於或約350度、大於或約355度、或更大。在一些實施例中,淨化環可包括一或多個遞歸通道(諸如弓形通道),而非具有單個環形通道,該等遞歸通道共同繞環主體305的全部或實質上全部圓周延伸。可提供任何數量的弓形通道,其中每個弓形通道繞開放內部301的至少一部分延伸。例如,環主體305可界定至少或約一個弓形通道、至少或約兩個弓形通道、至少或約三個弓形通道、至少或約四個弓形通道、至少或約五個弓形通道、或更多。
環主體305可界定在繞淨化環300的不同徑向位置處設置的複數個淨化埠325。複數個淨化埠325中的每一者可與環形通道320流體耦接。例如,環主體305可界定在 繞淨化環300的不同徑向位置處設置的數個淨化通道330。每個淨化通道330可在環形通道320與淨化埠325中的相應一者之間延伸並且將該環形通道與該相應一者流體耦接,使得每個淨化埠325與淨化通道330之一共享徑向位置。如第3B圖中最佳地示出,每個淨化通道330可包括水平部分332及垂直部分334。例如,水平部分332可從環形通道320徑向向內延伸並且終止於內部主體304內的點。在內部主體304內的點處,諸如在與內部主體304的輪緣對準的點處,水平部分332可與垂直部分334接合。垂直部分334可向下延伸穿過內部主體304的輪緣及/或其他底表面,以與淨化埠325(其可延伸穿過內部主體304的輪緣或其他部分的底表面)耦接。儘管將垂直部分334及淨化埠325圖示為垂直的或實質上垂直的(例如,在垂直約15度內、在垂直約10度內、在垂直約5度內、在垂直約3度內、在垂直約1度內、或更小),將瞭解,在各個實施例中其他角度係可能的。在一些實施例中,垂直部分334及/或淨化埠325可向下及向內成角度,而在其他實施例中,垂直部分可省略並且水平部分332可延伸且與在內部邊緣309內形成的淨化埠325直接耦接。如所示出,複數個淨化埠325中的每一者的出口相對於延伸穿過整個環形通道320的平面成角度,諸如使每個淨化埠325的中心軸線實質上正交於該平面。
環主體305可界定任何數量的淨化通道330及淨化埠325。例如,環主體305可界定至少或約5個淨化通道 330及淨化埠325、至少或約10個淨化通道330及淨化埠325、至少或約15個淨化通道330及淨化埠325、至少或約20個淨化通道330及淨化埠325、至少或約25個淨化通道330及淨化埠325、至少或約30個淨化通道330及淨化埠325、至少或約40個淨化通道330及淨化埠325、至少或約50個淨化通道330及淨化埠325、至少或約60個淨化通道330及淨化埠325、至少或約70個淨化通道330及淨化埠325、至少或約80個淨化通道330及淨化埠325、至少或約90個淨化通道330及淨化埠325、至少或約100個淨化通道330及淨化埠325、或更多,其中更多數量的淨化通道330及淨化埠325使得淨化氣體能夠繞開放內部301的周邊更均勻地流動。淨化通道330及淨化埠325可繞環主體305以規則及/或不規則間隔提供。例如,在一些實施例中,淨化通道330及淨化埠325可以不規則間隔設置,以考慮藉由處理腔室的不對稱導致的流動不均勻性,諸如歸因於諸如前級管線、狹縫閥、及/或其他腔室部件的位置的部件的流動不均勻性。例如,更大密度的淨化埠325可在遠離氣體入口310的區域處提供,以促進繞環主體305的圓周的更均勻的流動傳導。在一些實施例中,淨化通道330及淨化埠325可繞環主體305以至少或約270度、繞環主體305以至少或約285度、繞環主體305以至少或約300度、繞環主體305以至少或約315度、繞環主體305以至少或約330度、繞環主體305以至少或約345度、或更大在周圍延 伸,其中更大的覆蓋使得淨化氣體能夠繞環主體305的圓周更均勻地分配。
淨化埠325的大小及佈置可經調節為在開放內部301的周邊周圍提供實質上均勻及/或對稱的流動傳導。在一些實施例中,淨化埠325中的每一者可具有相同的橫截面積,而在其他實施例中,一些淨化埠325可具有不同的橫截面積。僅作為一個實例,每個淨化埠325的橫截面積可基於淨化埠325距氣體入口310的距離而變化。例如,更遠離氣體入口310的淨化埠325可大於更靠近氣體入口310的淨化埠325,此可有助於促進穿過淨化埠325中的每一者的均勻流動傳導。在一些實施例中,淨化埠325可具有小於或約100密耳、小於或約90密耳、小於或約80密耳、小於或約70密耳、小於或約60密耳、小於或約50密耳、小於或約40密耳、小於或約30密耳、小於或約20密耳、小於或約10密耳、或更小的直徑(或與給定直徑的圓的直徑相當的其他橫向尺寸及/或橫截面積)。在一些實施例中,環形通道320可具有等於或大於淨化埠325中的每一者的共同橫截面積的橫截面積,此可確保足夠的氣體可穿過環形通道320流動以達到並且穿過淨化埠325中的每一者流動以提供在環主體305的圓周周圍的實質上均勻的流動傳導。
在一些實施例中,淨化氣體可在淨化環的每個流體埠處以介於或約500sccm與5000sccm之間、介於或約750sccm與2500sccm之間、或者介於或約1000 sccm與2000sccm之間的速率流動。流動速率可取決於所利用的淨化氣體的類型及/或其他處理條件。在一些實施例中,淨化氣體可包括O2、CO2、臭氧、及/或其他清潔氣體。
淨化環300可在處理操作期間將淨化氣體導引到處理腔室的排放組件中,以減少或防止來自處理氣體的自由基在排放組件內及/或在靠近淨化環300的其他腔室部件處形成殘餘沉積物。此外,淨化氣體可移除存在的任何殘餘物。殘餘物的此減少可降低清潔操作的頻率及/或強度,並且可增加腔室部件的使用壽命。此外,減少靠近處理腔室的狹縫閥的沉積物可減少在傳遞製程期間晶圓上的污染。此外,淨化氣體的流動亦可減少節流閥漂移並且改進穿過前級管線的流動傳導。此外,在節流閥內的沉積殘餘物的減少可減少節流閥的高溫淨化氣體清潔的頻率,此可有助於保護腔室部件(諸如加熱器)免受此種淨化氣體流的影響。
在一些實施例中,淨化環300可包括一或多個堵塞件335。堵塞件335可用於促進淨化環300的製造,諸如藉由形成穿過環主體305的外表面的通道(例如,環形通道320及/或淨化通道330)並且使用堵塞件335來密封加工的開口。例如,覆蓋環形通道320及/或氣體入口310的一部分的堵塞件335a可抵靠第一表面306連接並且密封。此可使得環形通道320及/或氣體入口310形成為第一表面306內的溝槽或開頂通道,並且稍後利用堵塞件335a 密封以形成封閉的流體路徑。每個淨化通道330可包括堵塞件335b,該堵塞件可密封穿過環主體305的周邊邊緣(例如,外部邊緣307)形成的淨化通道330的開口。此可使得每個淨化通道330的水平部分332能夠穿過外部邊緣307鑽孔或以其他方式加工,其中外部邊緣307內的開口藉由堵塞件335b密封。
第4圖圖示了根據本技術的一些實施例的半導體處理的示例性方法400的操作。方法400可在各個處理腔室中執行,包括上文描述的處理腔室100及200,該等處理腔室可包括根據本技術的實施例的淨化環,諸如淨化環270及300。方法400可包括數個可選操作,該等操作可能或可能不與根據本技術的方法的一些實施例具體地相關聯。
方法400可包括處理方法,該處理方法可包括用於形成硬遮罩膜的操作或其他沉積操作。方法可包括在起始方法400之前的可選操作,或方法可包括額外操作。例如,方法400可包括以與所示出者不同的次序執行的操作。在一些實施例中,於操作405,方法400可包括使一或多種前驅物或其他處理氣體流動到處理腔室中。例如,在將前驅物遞送到腔室的處理區域中之前,前驅物可流動到腔室中,諸如包括在腔室100或200中,並且可使前驅物穿過氣體箱、阻擋板、或面板中的一或多個流動。
於操作410,電漿可由處理區域內的前驅物產生,諸如藉由將RF電力提供到面板以產生電漿。於操作415,在電漿中形成的材料可在基板上沉積。於操作420, 前驅物可經由在處理腔室的腔室主體頂上設置的泵送襯墊的氣室從處理腔室排放。淨化氣體可經由在淨化環中形成的數個淨化埠流動到處理腔室中,該淨化環在泵送襯墊之下定位並且與泵送襯墊流體耦接。例如,淨化氣體可從淨化氣體源穿過在淨化環中形成的一或多個淨化氣體入口流動。淨化氣體可隨後流動到環形通道及數個淨化通道中,該等淨化通道將淨化氣體導引到淨化埠中,其中淨化埠在向下及/或向下成角度的方向上將淨化氣體導引到腔室的排放組件中。淨化氣體可防止及/或移除來自流動到排放組件及/或其他附近腔室部件中的處理氣體的殘餘物。防止及/或移除此種殘餘物可有助於延長各個腔室部件的使用壽命,該等腔室部件包括前級管線、節流閥、及可穿過其排出氣體的泵。在節流閥內的殘餘物的減少可有助於維持穿過節流閥的適當傳導並且減少節流閥漂移量,此繼而可降低清潔操作的頻率。
在一些實施例中,淨化氣體可以介於或約500sccm與10,000sccm之間的速率流動(累積地穿過淨化環的所有流體埠),其中流動速率取決於所使用的淨化氣體的類型及/或其他處理條件。在一些實施例中,淨化氣體可包括O2、CO2、臭氧、及/或其他清潔氣體。在一些實施例中,淨化氣體可在處理操作之後流動以清潔在處理腔室的下部區域內形成的任何殘餘物。
在前述描述中,出於解釋的目的,已經闡述數個細節以便提供對本技術的各個實施例的理解。然而,熟習 此項技術者將顯而易見,可在沒有此等細節中的一些細節的情況下或具有額外細節的情況下實踐某些實施例。
在已揭示若干實施例的情況下,熟習此項技術者將認識到可使用各種修改、替代構造、及等效物而不脫離實施例的精神。此外,尚未描述數種熟知製程及元件,以便避免不必要地混淆本技術。由此,以上描述不應當被認為限制技術的範疇。
在提供值範圍的情況下,將理解除非上下文另外明確指出,亦具體地揭示每個中介值到在彼範圍的上限與下限之間的下限單位的最小分數。涵蓋在任何提及值或在所提及範圍中未提及的中介值與在所提及範圍中的任何其他提及值或中介值之間的任何較窄範圍。彼等較小範圍的上限及下限可獨立地包括或排除在該範圍中,並且每個範圍(其中任一限值、無一限值、或兩個限值包括在較小範圍中)亦涵蓋在技術內,屬於在所提及範圍中任何具體排除的限值。在所提及範圍包括一個或兩個限值的情況下,排除彼等包括的限值的任一個或兩個的範圍亦包括在內。
如在本文及隨附申請專利範圍中使用,除非上下文另外明確指出,否則單數形式「一(a)」、「一(an)」、及「該(the)」包括複數參考。因此,例如,提及「一孔」包括複數個此種孔,並且提及「該板」包括提及一或多個板及熟習此項技術者已知的其等效物等等。
此外,當在此說明書及以下申請專利範圍中使用時,詞語「包含(comprise(s))」、「包含(comprising)」、 「含有(contain(s))」、「含有(containing)」、「包括(include(s))」、及「包括(including)」意欲規定存在所提及的特徵、整數、部件、或操作,但該等詞語不排除存在或添加一或多個其他特徵、整數、部件、操作、動作、或群組。
300:淨化環 301:開放內部 305:環主體 307:外部邊緣 309:內部邊緣 310:氣體入口 315:突起 320:環形通道 330:淨化通道 B-B:線 C-C:線

Claims (20)

  1. 一種半導體處理腔室,包含: 一腔室主體,具有側壁及一基底; 一泵送襯墊,在該腔室主體頂上擱置,該泵送襯墊至少部分界定一環形泵送氣室及至少一個排放孔,該排放孔將該泵送氣室與該腔室主體的一內部流體耦接; 一淨化環,在該泵送襯墊之下擱置,其中: 該淨化環界定繞該淨化環的一主體延伸的一環形通道; 該淨化環界定與該環形通道流體耦接的一氣體入口;以及 該淨化環界定繞該淨化環的不同徑向位置處設置的複數個淨化埠,該複數個淨化埠中的每一者與該泵送氣室對準並且流體連通;以及 一淨化氣體源,與該氣體入口耦接。
  2. 如請求項1所述的半導體處理腔室,進一步包含: 一排放組件,與該泵送氣室流體耦接。
  3. 如請求項1所述的半導體處理腔室,其中: 該複數個淨化埠中的每一者的一出口指向下方。
  4. 如請求項1所述的半導體處理腔室,進一步包含: 一面板,在該淨化環頂上擱置。
  5. 如請求項4所述的半導體處理腔室,進一步包含: 一熱隔離器,在該面板與該淨化環之間設置。
  6. 如請求項1所述的半導體處理腔室,其中: 該淨化環包含鋁。
  7. 如請求項1所述的半導體處理腔室,其中: 該淨化環的一外表面包含一橫向突起;以及 該氣體入口在該橫向突起上設置。
  8. 如請求項7所述的半導體處理腔室,進一步包含: 一焊接件,在該淨化氣體源與該氣體入口之間延伸並且將該淨化氣體源與該氣體入口耦接。
  9. 一種淨化環,包含: 一環主體,具有一第一表面及與該第一表面相對的一第二表面,該淨化環界定一開放內部,其中: 該淨化環界定繞該環主體延伸的一環形通道; 該淨化環界定與該環形通道流體耦接的一氣體入口;以及 該淨化環界定繞該淨化環周圍的不同徑向位置處設置的複數個淨化埠,該複數個淨化埠與該環形通道流體耦接。
  10. 如請求項9所述的淨化環,其中: 該複數個淨化埠繞該開放內部的一周邊提供實質上均勻的流動傳導。
  11. 如請求項9所述的淨化環,其中: 該環形通道的一橫截面積等於或大於該複數個淨化埠的一總橫截面積。
  12. 如請求項9所述的淨化環,其中: 該氣體入口在從該環主體的一外表面徑向向外延伸的一橫向突起內設置。
  13. 如請求項9所述的淨化環,其中: 該複數個淨化埠繞該開放內部的周邊以不規則間隔設置。
  14. 如請求項9所述的淨化環,其中: 該複數個淨化埠中的至少一些具有不同的橫截面積。
  15. 如請求項9所述的淨化環,其中: 該複數個淨化埠中的每一者的一出口相對於延伸穿過整個該環形通道的一平面成角度。
  16. 如請求項15所述的淨化環,其中: 該複數個淨化埠中的每一者實質上正交於該平面。
  17. 如請求項9所述的淨化環,其中: 該淨化環界定複數個淨化通道,其中該複數個淨化通道中的每個淨化通道在該環形通道與該複數個淨化埠中的相應一者之間延伸並且將該環形通道與該相應一者流體耦接。
  18. 一種處理一基板的方法,包含以下步驟: 使一前驅物流動到一處理腔室中; 在該處理腔室的一處理區域內產生該前驅物的一電漿; 將一材料沉積在該處理區域內設置的一基板上; 經由在該處理腔室的一腔室主體頂上設置的一泵送襯墊的一氣室從該處理腔室排放該前驅物;以及 使一淨化氣體經由在該泵送襯墊之下定位的一淨化環中形成的複數個淨化埠流動到該泵送襯墊的該氣室中。
  19. 如請求項18所述的處理一基板的方法,進一步包含以下步驟: 經由一前級管線、一節流閥、及一泵從該處理腔室及該泵送襯墊排出該前驅物及該淨化氣體。
  20. 如請求項18所述的處理一基板的方法,其中: 該淨化氣體包含O 2
TW113114672A 2023-04-19 2024-04-19 半導體處理腔室、淨化環以及處理基板的方法 TWI892593B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18/303,391 2023-04-19
US18/303,391 US20240352580A1 (en) 2023-04-19 2023-04-19 Side pumping chamber and downstream residue management hardware

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202507054A TW202507054A (zh) 2025-02-16
TWI892593B true TWI892593B (zh) 2025-08-01

Family

ID=93122003

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW113114672A TWI892593B (zh) 2023-04-19 2024-04-19 半導體處理腔室、淨化環以及處理基板的方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240352580A1 (zh)
KR (1) KR20260002913A (zh)
CN (1) CN121358888A (zh)
TW (1) TWI892593B (zh)
WO (1) WO2024220779A1 (zh)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW202245107A (zh) * 2021-03-26 2022-11-16 美商應用材料股份有限公司 防止應用容積中的底部淨化侵入及加熱器下方的處理氣體擴散的硬體

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4592856B2 (ja) * 1999-12-24 2010-12-08 東京エレクトロン株式会社 バッフル板及びガス処理装置
KR101179453B1 (ko) * 2010-12-15 2012-09-07 엘아이지에이디피 주식회사 화학기상 증착장치
KR102037168B1 (ko) * 2017-11-06 2019-10-28 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 지지 유닛
KR102368157B1 (ko) * 2020-02-03 2022-03-02 주식회사 제이엔케이 화학기상증착 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW202245107A (zh) * 2021-03-26 2022-11-16 美商應用材料股份有限公司 防止應用容積中的底部淨化侵入及加熱器下方的處理氣體擴散的硬體

Also Published As

Publication number Publication date
KR20260002913A (ko) 2026-01-06
TW202507054A (zh) 2025-02-16
US20240352580A1 (en) 2024-10-24
WO2024220779A1 (en) 2024-10-24
CN121358888A (zh) 2026-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11078568B2 (en) Pumping apparatus and method for substrate processing chambers
CN100543179C (zh) 用于沉积室的处理套件设计
TWI872320B (zh) 防止應用容積中的底部淨化侵入及加熱器下方的處理氣體擴散的硬體
US10312076B2 (en) Application of bottom purge to increase clean efficiency
US12347653B2 (en) Uniform in situ cleaning and deposition
TW202517819A (zh) 用於基板處理室的隔離器設備及方法
JP2024514139A (ja) 処理チャンバ用の改良されたアイソレータ
KR20230024385A (ko) 반도체 프로세싱 챔버를 위한 비대칭 배기 펌핑 플레이트 설계
TWI892593B (zh) 半導體處理腔室、淨化環以及處理基板的方法
JP2023546409A (ja) Rpsパージを可能にするガスミキサー
KR20200078383A (ko) 기판 프로세싱 챔버들 및 기판 프로세싱 챔버들을 배기시키는 방법들
TWI830434B (zh) 下游殘留物管理硬體及方法